【热点专题论文】浙江大学胡辉勇等：主从控制下直流微电网稳定性分析及有源阻尼控制方法

随着可再生能源的大量接入，直流微电网作为一种高效利用的系统被广泛应用。直流微电网一
般由多个电源、恒功率负载等功率模块组成，多个电源之间大多采用主从控制，即一个电源是
电压控制型作为主电源，其余电源是电流控制型作为从电源。在控制设计时通常能确保单个功
率模块独立运行时稳定，但组成系统时功率模块将会互相影响，从而降低系统稳定性。另一方
面，恒功率负载的负阻抗外特性会进一步加剧系统不稳定。

以往研究针对单源单负载、多源并联多负荷并联情形的稳定性，给出了很多有益结论，但经常
忽略系统节点之间的阻抗，或者给出的稳定性判据不能适用于环网。

针对含电压控制型主电源、电流控制型从电源、恒功率负载、系统节点间阻抗等复杂的主从控
制直流微电网的稳定性分析与提高问题：

1）给出的基于阻抗的主从控制直流微电网稳定性判据能兼容考虑系统节点间阻抗；稳定性判
据对系统结构无特定要求，可适用于放射型系统，也适用于环形系统，区别只在于系统导纳矩
阵；在各功率模块自身稳定的前提下，只与各功率模块的阻抗/导纳相关，相应的阻抗/导纳是
有明确物理意义的量，分析系统级稳定性时不用再顾及单个模块的稳定性，简化计算；能够将

系统节点导纳矩阵与其他部解耦；可分析含电压控制型主电源、电流控制型从电源、恒功率负
载、系统节点间阻抗等复杂直流微电网的稳定性，且易于扩展。

2）提出了基于双准PR控制器的有源阻尼控制方法，能够在不增加系统硬件成本和改变输出阻
抗低频段幅值的同时，有效地提高系统稳定性且不影响系统稳态潮流分布。

文章给出了一种基于阻抗的主从控制下直流微电网系统稳定性判据，并提出了一种基于双准比
例谐振(PR)控制器的有源阻尼控制方法。首先，利用单元连接法对各电源、恒功率负载等功率
模块进行戴维南/诺顿等效，得到相应的阻抗/导纳，结合系统节点导纳矩阵给出了一种基于阻
抗的主从控制直流微电网的稳定性判据。其次，通过双准PR控制器在电压控制型主电源输出
阻抗中串入有源阻尼，能有效降低输出阻抗幅值的峰值，提高系统稳定性，同时不改变输出阻
抗的低频段幅值。最后，三机四节点环形直流微电网的仿真结果验证了所提稳定性判据和有源
阻尼控制方法的有效性。

本文给出了一种基于阻抗的主从控制直流微电网稳定性判据和一种基于双准PR控制器的有源
阻尼控制方法。该判据只与各功率模块的阻抗/导纳相关，与系统节点导纳矩阵解耦，比较直
观，易于扩展；既适用于放射型系统，也适用于环形系统。提出的有源阻尼方法有效地提高
了系统稳定性，同时不影响系统稳态潮流分布。三机四节点环形直流微电网的仿真结果验证
了所提稳定性判据和有源阻尼控制方法的有效性。